авторефераты диссертаций БЕСПЛАТНАЯ  БИБЛИОТЕКА

АВТОРЕФЕРАТЫ КАНДИДАТСКИХ, ДОКТОРСКИХ ДИССЕРТАЦИЙ

<< ГЛАВНАЯ
АГРОИНЖЕНЕРИЯ
АСТРОНОМИЯ
БЕЗОПАСНОСТЬ
БИОЛОГИЯ
ЗЕМЛЯ
ИНФОРМАТИКА
ИСКУССТВОВЕДЕНИЕ
ИСТОРИЯ
КУЛЬТУРОЛОГИЯ
МАШИНОСТРОЕНИЕ
МЕДИЦИНА
МЕТАЛЛУРГИЯ
МЕХАНИКА
ПЕДАГОГИКА
ПОЛИТИКА
ПРИБОРОСТРОЕНИЕ
ПРОДОВОЛЬСТВИЕ
ПСИХОЛОГИЯ
РАДИОТЕХНИКА
СЕЛЬСКОЕ ХОЗЯЙСТВО
СОЦИОЛОГИЯ
СТРОИТЕЛЬСТВО
ТЕХНИЧЕСКИЕ НАУКИ
ТРАНСПОРТ
ФАРМАЦЕВТИКА
ФИЗИКА
ФИЗИОЛОГИЯ
ФИЛОЛОГИЯ
ФИЛОСОФИЯ
ХИМИЯ
ЭКОНОМИКА
ЭЛЕКТРОТЕХНИКА
ЭНЕРГЕТИКА
ЮРИСПРУДЕНЦИЯ
ЯЗЫКОЗНАНИЕ
РАЗНОЕ
КОНТАКТЫ

Стабилизатор напряжения и частоты тока повышающий эксплуатационные характеристики ветроэлектрических установок агропромышленного комплекса

На правах рукописи

Сулейманов Руслан Ахмадеевич СТАБИЛИЗАТОР НАПРЯЖЕНИЯ И ЧАСТОТЫ ТОКА ПОВЫШАЮЩИЙ ЭКСПЛУАТАЦИОННЫЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ ВЕТРОЭЛЕКТРИЧЕСКИХ УСТАНОВОК АГРОПРОМЫШЛЕННОГО КОМПЛЕКСА Специальность 05.20.02 – Электротехнологии и электрооборудование в сельском хозяйстве

Автореферат на соискание учной степени кандидата технических наук

Краснодар – 2013

Работа выполнена в Федеральном государственном бюджетном образова тельном учреждении высшего профессионального образования «Кубанский государственный аграрный университет» (ФГБОУ ВПО «Кубанский ГАУ»)

Научный консультант: доктор технических наук, профессор Григораш Олег Владимирович

Официальные оппоненты: Никитенко Геннадий Владимирович доктор технических наук, профессор, ФГБОУ ВПО «Ставропольский государственный аг рарный университет», заведующий кафедрой «Применения электроэнергии в сельском хо зяйстве» Юндин Михаил Анатольевич кандидат технических наук, профессор ФГБОУ ВПО «Азово-черноморская государ ственная агроинженерная академия», профес сор кафедры «Теоретические основы электро техники и электроснабжения сельского хозяй ства»

Ведущая организация: Федеральное государственное бюджетное об разовательное учреждение высшего професси онального образования «Кабардино Балкарский государственный аграрный уни верситет им. В. М. Кокова» (г. Нальчик)

Защита состоится «28» июня 2013 г. в 1000 часов на заседании диссерта ционного совета Д 220.038.08 при ФГБОУ ВПО «Кубанский государствен ный аграрный университет» по адресу: 350044, г. Краснодар, ул. Калинина 13, КубГАУ, корпус факультета энергетики и электрификации, ауд. № 4.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке ФГБОУ ВПО «Ку банский государственный аграрный университет».

Автореферат размещен на сайте ВАК РФ http://vak2.ed.gov.ru/ «27» мая 2013 года.

Автореферат размещен на сайте Кубанского ГАУ http://kubsau.ru «27» мая 2013 года.

Автореферат разослан «27» мая 2013 года.

Ученый секретарь диссертационного совета, доктор технических наук В.С. Курасов

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Как известно, электроснабжение сельскохозяйственных потребителей имеет свои особенности, связанные со спецификой сельскохозяйственного производства, рассредоточенного по значительной территории с малыми удельными электрическими нагрузками, которые, к тому же, имеют сезон ный характер. Эти обстоятельства определяют специфические требования к построению электроэнергетических систем сельского хозяйства в целом.

В тоже время высокие темпы развития сельскохозяйственного произ водства в настоящее время, ведут к непрерывному повышению потребления электроэнергии, а также к широкому внедрению автоматических систем управления технологическими процессами и производственными комплек сами. Цена нарушений нормальных режимов работы таких систем, связан ных с отклонением показателей качества электроэнергии, с внезапными пе рерывами электроснабжения, из-за аварийных ситуаций чрезвычайно вы сока.

Актуальным в настоящее время является направление разработки ав тономных систем электроснабжения (АСЭ) для сельскохозяйственных по требителей с использованием возобновляемых источников энергии (ВИЭ).

Такие системы повышают наджность электроснабжения потребителей.

Кроме того, применение ВИЭ в качестве основных источников энергии уменьшит сроки их окупаемости, с учтом ежегодного повышения стоимо сти электроэнергии, получаемой от традиционных источников.

Применяемые в настоящее время стабилизаторы параметров электро энергии ветроэлектрических установок (ВЭУ) имеют относительно низкие эксплуатационно-технические характеристики (ЭТХ) и, прежде всего из-за механических устройств, обеспечивающих стабилизацию частоты вращения ветроколеса и соответственно частоты тока, а также из-за относительной сложности системы стабилизации напряжения.

Диссертационная работа посвящена разработке стабилизатора напря жения и частоты тока генератора ВЭУ.

Диссертационная работа выполнена в соответствии с госбюджетной темой КубГАУ «Теоретическое обоснование и практическая реализация энергосберегающего оборудования, электротехнологий и систем автономно го электро- и теплоснабжения сельскохозяйственных потребителей с исполь зованием ВИЭ» на 2011 – 2015 гг. (№ ГР 01.2011.53641).

Научная гипотеза состоит в том, что разработка стабилизатора пара метров электроэнергии генератора ВЭУ, обеспечивающего одновременно стабилизацию частоты тока и напряжения позволит улучшить ЭТХ автоном ного источника электроэнергии и ВЭУ в комплексе.

Цель работы - улучшение эксплуатационно-технических характери стик ВЭУ, за счт использования бесконтактного асинхронного генератора (АГ) емкостного возбуждения и стабилизатора напряжения и частоты тока, выполненного на непосредственном преобразователе частоты.

Задачи исследования:

1. Раскрыть особенности работы и основные характеристики непо средственных преобразователей частоты.

2. Обосновать выбор автономного источника электроэнергии для вет роэлектрической установки.

3. Разработать функциональные схемы стабилизаторов напряжения и частоты тока на непосредственном преобразователе частоты (НПЧ) с есте ственной коммутацией (НПЧЕ) и НПЧ с регулируемым углом сдвига фаз (НПЧР).

4. Разработать математический аппарат для оценки эффективности ав тономных источников электроэнергии систем АГ–НПЧЕ и АГ–НПЧР.



5. Разработать математическую модель автономного источника элек троэнергии системы АГ–НПЧ и провести е исследования.

6. Провести расчт экономической эффективности ВЭУ и разработать комбинированные структурные схемы автономных систем электроснабжения с их использованием.

Объект исследования - стабилизаторы напряжения и частоты тока бесконтактного асинхронного генератора с емкостным возбуждением, вы полненные на НПЧ.

Предмет исследования - критерии эффективности стабилизатора па раметров электроэнергии, которыми являются качество напряжения, показа тели надежности, массогабаритные показатели, электрические потери и КПД, а также математическая модель автономного источника электроэнер гии системы АГ-НПЧЕ, Методы исследования базируются на использовании теории электри ческих цепей, основ теории электрических машин, статических стабилизато ров и преобразователей электроэнергии, рядов Фурье, метода Рунге – Кутта, применяемого для решения системы дифференциальных и алгебраических уравнений.

Достоверность научных положений, выводов и рекомендаций базиру ется на строго доказанных и корректно используемых выводах фундамен тальных и прикладных наук, положения которых нашли применение в рабо те, а также разработанными автором новых теоретических положений по расчту критериев эффективности и параметров стабилизатора согласован ные с известными теоретическими положениями науки.





Научную новизну работы составляют:

1. Математический аппарат для оценки эффективности автономного источника электроэнергии системы АГ–НПЧ.

2. Методика расчета параметров схемы замещения автономной систе мы АГ–НПЧ.

3. Математическая модель автономной системы АГ–НПЧ.

Практическую значимость работы составляют:

1. Функциональные схемы стабилизаторов напряжения и частоты тока АГ, выполненные на НПЧЕ и НПЧР.

2. Результаты исследования математической модели автономной си стемы АГ–НПЧЕ.

3. Рекомендации по проектированию стабилизатора параметров элек троэнергии для АГ на НПЧ.

4. Разработанные структурно-схемные решения автономных систем электроснабжения на ВЭУ.

5. Результаты расчта экономической эффективности ВЭУ.

Основные положения, выносимые на защиту:

1. Функциональные схемы стабилизаторов напряжения и частоты тока АГ на НПЧЕ и НПЧР.

2. Математический аппарат для оценки эффективности автономного источника электроэнергии системы АГ–НПЧ.

3. Методика расчта параметров схемы замещения автономной систе мы АГ-НПЧЕ.

4. Математическая модель автономного источника электроэнергии си стемы АГ–НПЧЕ и результаты е исследований.

5. Результаты расчта экономической эффективности ВЭУ.

Реализация результатов работы:

1. Математический аппарат для оценки эффективности автономных источников электроэнергии ВЭУ передан в ООО «Энергосетевая компания» г. Краснодар.

2. Результаты научных исследований применяются в учебном процессе на кафедре «Электротехники, теплотехники и возобновляемых источников энергии» в Кубанском ГАУ (г. Краснодар) при изучении дисциплины «Воз обновляемые и нетрадиционные источники энергии».

Личный вклад автора заключается в формулировке общей идеи и цели работы, предложении нового структурно-схемного решения стабилиза тора напряжения и частоты тока АГ ВЭУ, в разработке методики расчта критериев эффективности автономного источника электроэнергии, методики расчта параметров принципиальной схемы замещения и математической модели системы АГ–НПЧ.

Апробация работы. Результаты диссертационной работы докладыва лись и обсуждались на четырех научных и научно-практических конферен циях, в том числе: на VII Всероссийской школе с международным участием в Московском ГУ (г. Москва, 2010 г.);

на II международной НПК «Актуальные проблемы энергетики АПК» в Саратовском ГАУ (г. Саратов, 2011 г.);

на VI Российской НПК «Физико-технические проблемы создания новых техноло гий в АПК» в Ставропольском ГАУ (г. Ставрополь, 2011 г.);

на V междуна родной НПК «Энергосберегающие технологии и проблемы их эффективного использования» в Волгоградской ГСХА (г. Волгоград, 2011 г.).

Публикации. По теме диссертации опубликовано: 10 научных работ, включая монографию и 5 статьей в изданиях, рекомендованных ВАК.

Общий объм публикаций составляет 19 п. л., из которых 5,8 п. л. принадле жит лично автору.

Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, глав, общих выводов, списка использованных источников, включающего наименований и приложения. Общий объем диссертации 134 страницы машинописного текста, включая 43 рисунка.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении раскрывается актуальность исследований. Сформулиро ваны цель и задачи исследований, объект и предмет исследований, научная новизна, практическая значимость и вопросы, выносимые на защиту.

В первой главе раскрываются перспективы возобновляемых источни ков энергии (ВИЭ), в том числе, ветроэлектрических станций (ВЭС) в Крас нодарском крае. Показано, что в крае ресурсы ВИЭ в несколько раз превы шают ресурсы традиционной энергетики. Кроме того, ежегодное повышение потребления электроэнергии и тарифы на не (рисунки 1 и 2) раскрывают широкие перспективы перед внедрением ВИЭ в Краснодарском крае. Здесь предпочтительные характеристики имеет ветровой потенциал региона, в том числе отработанные мировые технологии по созданию высокоэффективных ветроэлектрических станций (ВЭС).

Проведн анализ современных способов стабилизации параметров ветроэлектрических установок (ВЭУ) и раскрыты их недостатки.

Млрд. кВт ч 2006 2007 2008 2009 2010 Рисунок 1 – Потребление электрической энергии в Краснодарском крае по годам Стоимость 1 кВт ч, руб.

4 3 2002 2006 2010 2014 2018 2022 Рисунок 2 – Средние значения тарифов на электроэнергию в Краснодарском крае от традиционных источников (1) и возобновляе мых источников: ВЭС (2);

солнечных электростанций (3). Пунктирной линией показан прогноз Для улучшения ЭТХ ВЭУ предложено упростить конструкцию меха нического редуктора (мультипликатора), отказавшись от автоматической си стемы стабилизации частоты вращения ветроколеса, а стабилизацию частоты тока и напряжения осуществлять НПЧ.

Показано, что силовая схема НПЧ должна быть выполнена с использо ванием современных тиристоров, обеспечивающих естественную коммута цию силовой цепи преобразователя, поскольку стоимость преобразователей частоты с промежуточным звеном постоянного тока, выполненных на сило вых транзисторах с изолированным затвором (IGBT) в 5 – 10 раз выше стои мости НПЧ, выполненных на тиристорах, в зависимости от мощности. Кро ме того, преобразователи частоты на IGBT транзисторах имеют сложную си стему управления и соответственно ниже показатели наджности. Сформу лирована цель и задачи исследований.

Во второй главе для улучшения ЭТХ ВЭУ приведены доводы о необ ходимости применения в их составе бесконтактных генераторов: асинхрон ные генераторы с емкостным возбуждением (АГ) или синхронные генерато ры с постоянными магнитами (СГПМ). АГ в сравнении с СГПМ имеют ряд преимуществ: ниже стоимость, лучшие регулировочные характеристики (ха рактеристики СГПМ зависят от материала постоянных магнитов и темпера туры).

Раскрыты основные преимущества НПЧ, при их использовании в каче стве стабилизаторов параметров электроэнергии АГ:

– высокий КПД (0,93 – 0,94) вследствие однократности преобразова ния электроэнергии;

– высокая надежность и перегрузочная способность;

– возможность независимого плавного регулирования частоты тока и напряжения при таких дестабилизирующих факторах, как изменение ча стоты тока на входе преобразователя, изменение величины и характера нагрузки;

– высокое быстродействие и малое время переходных процессов;

– независимо от фазового угла сдвига фаз на выходе преобразователя их системы управления могут изменять угол сдвига фаз на входе преобразо вателя.

Раскрыты достоинства и недостатки НПЧЕ и НПЧР. Основным досто инством НПЧЕ является относительно не сложная силовая схема и система управления, а недостатком – НПЧЕ для АГ является активно-индуктивной нагрузкой, что требует повышенную мкость конденсаторов обеспечиваю щих его возбуждение. Основным достоинством НПЧР является то, преобра зователь для АГ является активно-емкостной нагрузкой, что позволяет ис ключить конденсаторы, предназначенные для компенсации реактивной мощности нагрузки. Основными недостатками НПЧР являются: сложная си ловая часть и система управления.

Разработаны функциональные схемы стабилизации параметров элек троэнергии ВЭУ с использованием НПЧЕ и НПЧР и раскрыты особенности их работы.

В третьей главе предложена методика инженерного расчта массога баритных показателей, электрических потерь и КПД НПЧ, результаты кото рой позволят на этапе предпроктных работ провести предварительную оцен ку эффективности АИЭ для ВЭУ, выполненного на базе АГ и НПЧ.

Результаты расчта показали, что АИЭ для ВЭУ, выполненный на базе АГ и НПЧЕ имеет выше показатели наджности. Так наработка до первого отказа превышает несколько тысяч часов, а КПД в сравнении с АИЭ, выпол ненным на базе АГ и НПЧР на 3-4% выше. Система АГ-НПЧЕ незначительно уступает по массе системе АГ-НПЧР (рисунки 3 и 4).

кг/кВт АГ - НПЧЕ АГ -НПЧР 50 Р, кВт 0 10 20 30 Рисунок 3 – Зависимости удельной массы АИЭ на НПЧ от мощности для fвх/fвых = 4… Обязательным элементом НПЧ является выходной фильтр, на парамет ры которого оказывает влияние амплитуда модулирующей функции и крат ность входной частоты к выходной.

% НПЧЕ НПЧР АГ -НПЧЕ 82 АГ-НПЧР 40 50 Р, кВт 0 10 20 Рисунок 4 – Зависимости КПД и АИЭ на НПЧ от мощности для fвх/fвых = 4… При исследовании качества выходного напряжения НПЧ в аварийных режимах работы определено, что при выходе из работы одного полупровод никового прибора силовой схемы значение коэффициента несинусоидально сти КН увеличивается в 1,3 – 1,5 раз в фазе в которой не работает прибор и КН увеличивается на 10 – 20% в двух других фазах. При выходе из работы двух тиристоров в одном или разных вентильных комплектах приводит к значи тельному искажению формы кривой выходного напряжения (значение коэф фициента несинусоидальности КН может увеличиться в 4 – 5 раз).

Результаты расчта гармонического состава не показали существенных различий предложенных двух вариантов АИЭ АГ-НПЧЕ и АГ-НПЧР.

Проанализировав результаты расчтов, сделан вывод о целесообразно сти использования в составе ВЭУ АИЭ, выполненный на базе АГ и НПЧЕ.

В четвртой главе разработана принципиальная электрическая схема замещения системы АГ-НПЧ (рисунок 5) и разработана методика расчта параметров элементов схемы замещения.

Предложен математический аппарат для анализа электромагнитных процессов, протекающих в силовой схеме НПЧ. Систему уравнений, описы вающую физические процессы можно составить с применением классиче ских методов с использованием законов Кирхгофа и Ома, а для сложных электрических схем необходимо применять теорию графов.

АГ R1 R2 R L L1 L ЕА ЕВ ЕС C1 - С НПЧ R16 – R R4 – R9 R10 – R ВК ВК ВК L4 L5 L C4 C Ф C LНА LНВ LНС Н RНА RНВ RНС Рисунок 5 – Принципиальная электрическая схема замещения системы АГ-НПЧ Для упрощения расчтов систему уравнений (математическую модель) предложено решать с использованием метода Рунге-Кутта, предварительно эту систему преобразовав в форме записи Коши. Раскрыт вид представления компонентных и топологических уравнений и алгоритм решения системы дифференциальных уравнений методом Рунге-Кутта.

Математическая модель системы АГ-НПЧ, представленная системой дифференциальных (1) и алгебраических уравнений (в автореферате не при ведены), позволила получить семейство динамических характеристик (форму токов и напряжений на элементах принципиальной электрической схемы за мещения).

Установлено, что при любом характере и величине нагрузки, подклю ченной к выходу НПЧЕ, преобразователь частоты ведет себя по отношению к АГ как активно-индуктивная нагрузка, при этом амплитуда модулирующей функции незначительно влияет на величину угла сдвига фаз. Так при изме нении амплитуды модулирующей функции на 30%, угол сдвига фаз изме няется на 3…4 эл. град.

При совместной работе АГ с НПЧЕ значение коэффициента мощности нагрузки оказывает влияние на угол сдвига фаз НПЧ на его входе.

di1 1 di i4 dt i2 R2 L2 2 E A EB, i1R1 L dt C1 dt di di2 i5dt i3 R3 L3 dt3 EB EC, i2 R2 L2 dt C 1 1 i6dt C1 i4dt C2 i5dt 0, i14 R5 i15 R6 C1 i4 dt 0, C i20 R11 i21 R12 i4 dt 0, i5dt 0, i16 R7 i17 R C C i5dt 0, i22 R13 i23 R14 i26 R17 i27 R18 i4 dt 0, C2 C C (1) i28 R19 i29 R20 i5 dt 0, di33 di i35dt L6 dt L5 dt i24 R15 i30 R21 0, C di32 di i34dt L5 dt L4 dt i18 R9 i19 R10 0, C di37 di dt C i37 RHA LHA i38 RHB LHB 38 i34 dt 0, dt di38 di dt C i38 RHB LHB i39 RHC LHC 39 i35dt 0, dt 1 1 i36dt C5 i35dt C4 i34dt 0.

C Для снижения влияния выходных фильтров на амплитудные зна чения токов и напряжений силовых полупроводниковых приборов во время переходных процессов, но с учетом обеспечения требуемого каче ства выходного напряжения АИЭ, параметры выходного фильтра НПЧЕ соответственно должны быть в пределах L*НПЧЕ = 8 24, C*НПЧЕ = 2 4.

Математическая модель позволяет получить статические характери стики АГ при совместной работе НПЧЕ, которые, кроме того, являются одним из основных критериев выбора регулирующей и защитной аппара туры.

Установлено, что характеристики АГ зависят не только от коэффициен та мощности нагрузки, но и от угла управления тиристорами и величины мо дулирующей функции НПЧ.

Полученные результаты исследований повысят эффективность пред проектных работ по созданию высокоэффективных ВЭУ.

В пятой главе проведн расчт экономической эффективности ВЭУ на примере ООО «Раевская птицефабрика» Центральной площадки Красно дарского края, где для электроснабжения двух инкубаторов в случае аварий ных ситуаций применяются две ДЭС мощностью 100 и 200 кВт, время рабо ты которых составляет 240–400 ч/год.

Аналитически доказано, что капиталовложения в ВЭУ более чем в раз больше, чем в ДЭС, однако через 3 года ВЭУ уже будут приносить прибыль из-за выработки электроэнергии. В случае безветрия предложено использовать в качестве резервного источника внешнюю сеть.

Разработаны структурно-схемные решения ветрогазопоршневых, вет росолнечных и комбинированных электростанций. Раскрыты особенности их работы и предложены способы построения оптимальной структуры авто номной системы на ВИЭ.

Разработаны структурные схемы ветрогазопоршневых, ветросолнечных и комбинированных электростанций. Раскрыты особенности их работы и предложены способы построения оптимальной структуры автономных си стем на ВИЭ.

ОБЩИЕ ВЫВОДЫ 1. Проведено обоснование выбора генератора электроэнергии для ВЭУ.

Предложено в качестве автономного источника использовать бесконтактный АГ с емкостным возбуждением. АГ имеют лучшие регулировочные характе ристики и их стоимость в 1,5 – 2,5 раза меньше стоимости СГПМ.

2. Показано, что одним из эффективных способов улучшения ЭТХ ВЭУ является использование в качестве стабилизатора параметров электроэнергии НПЧ, которые в сравнении с преобразователями частоты с промежуточным звеном имеют высокий КПД (0,93 – 0,94), лучшие МГП (при мощности – 50 кВА удельная их масса составляет 0,5 – 0,7 кг/кВА). Кроме того, НПЧ обладают способностью независимого плавного регулирования частоты тока и напряжения при таких дестабилизирующих факторах, как изменение частоты тока на входе преобразователя, изменение величины и характера нагрузки, а также независимо от фазового угла сдвига фаз на выходе преоб разователя они могут изменять угол сдвига фаз на входе преобразователя.

3. Разработаны функциональные схемы стабилизации параметров элек троэнергии ВЭУ с использованием НПЧЕ и НПЧР. Раскрыты достоинства и недостатки НПЧЕ и НПЧР. Основным достоинством НПЧЕ является относи тельно не сложная силовая схема и система управления, а недостатком – НПЧЕ для АГ является активно-индуктивной нагрузкой, что требует повы шенную мкость конденсаторов обеспечивающих его возбуждение. Основ ным достоинством НПЧР является то, преобразователь для АГ является ак тивно-емкостной нагрузкой, что позволяет значительно уменьшить массу конденсаторов, применяемых для возбуждения генератора. Основными недо статками НПЧР являются: сложная силовая часть и система управления.

4. Разработан математический аппарат, позволяющий проводить оценку эффективности автономного источника электроэнергии для ВЭУ системы АГ-НПЧЕ. Результаты расчта показали, что автономный источник электро энергии для ВЭУ, выполненный на базе системы АГ – НПЧЕ в сравнении с системой АГ–НПЧР мощностью 40–50 кВт имеет КПД на 4 – 5% выше, наработку до первого отказа на 3000 –3300 ч больше, чем у системы АГ – НПЧР. Автономный источник системы АГ – НПЧЕ незначительно уступает по массе системе АГ – НПЧР.

5. При исследовании качества выходного напряжения НПЧ в аварий ных режимах работы определено, что при выходе из работы одного полупро водникового прибора силовой схемы значение коэффициента несинусои дальности КН увеличивается в 1,3 – 1,5 раз в фазе в которой не работает при бор и КН увеличивается на 10 – 20% в двух других фазах. При выходе из ра боты двух тиристоров в одном или разных вентильных комплектах приводит к значительному искажению формы кривой выходного напряжения (значение коэффициента несинусоидальности КН может увеличится в 4 – 5 раз).

6. Разработана принципиальная электрическая схема замещения систе мы АГ-НПЧЕ и предложена методика расчта параметров е элементов.

7. Разработана математическая модель системы АГ-НПЧЕ, позволив шая получить динамические кривые токов и напряжений на отдельных эле ментах принципиальной электрической схемы замещении. Результаты иссле дований математической модели позволили сделать следующие выводы:

– при любом характере и величине нагрузки, подключенной к выходу НПЧЕ, преобразователь частоты ведет себя по отношению к АГ как активно индуктивная нагрузка, при этом амплитуда модулирующей функции незна чительно влияет на величину угла сдвига фаз. Так при изменении амплитуды модулирующей функции на 30%, угол сдвига фаз между током и напря жением изменяется на 3…4 эл. град.;

– для снижения влияния выходных фильтров на амплитудные значения токов и напряжений силовых полупроводниковых приборов во время пе реходных процессов, но с учетом обеспечения требуемого качества вы ходного напряжения АИЭ, параметры выходного фильтра НПЧЕ соот ветственно должны быть в пределах L*НПЧЕ = 8 24, C*НПЧЕ = 2 4;

– установлено, что характеристики АГ зависят от коэффициента мощ ности нагрузки, от угла управления силовыми полупроводниковыми прибо рами и величины модулирующей функции НПЧ.

8. Разработаны рекомендации по проектированию стабилизатора напряжения и частоты тока системы АГ-НПЧЕ для ВЭУ и проведн расчт экономической эффективности ВЭУ. Несмотря на то, что капиталовложения в ВЭУ более чем в 5 раз больше, чем в ДЭС, однако через 3 года ВЭУ уже будут приносить прибыль из-за выработки электроэнергии. Рекомендо вано ВЭУ использовать в качестве основных источников энергии, а в случае безветрия внешнюю сеть применять как резервный источник энергии.

9. Разработаны структурно-схемные решения автономных систем элек троснабжения на ВЭУ (ветрогазопоршневые, ветросолнечные и комбиниро ванные электростанции).

Основные положения диссертации опубликованы в изданиях, рекомендованных ВАК:

1. Сулейманов, Р.А. Силовая электроника в автономных системах элек троснабжения / О. В. Григораш, Р. А. Сулейманов, А. Ю. Попов // Труды КубГАУ. – Краснодар, 2010, № 6. - С. 170 – 173.

2. Сулейманов, Р.А. К расчту гармонического состава выходного напряжения непосредственных преобразователей частоты / О. В. Григораш, В. В. Алмазов, Р. А. Сулейманов // Труды КубГАУ. – Краснодар, 2011, № 4. С. 263 – 266.

3. Сулейманов, Р.А. К расчту экономической эффективности ветро электрических установок / О. В. Григораш, Р. А. Сулейманов, А. В. Квитко // Труды КубГАУ. – Краснодар, 2011, № 6. - С. 192 – 196.

4. Сулейманов, Р.А. Особенности расчта потерь и КПД бесконтактных генераторов электроэнергии / О. В. Григораш, Р. А. Сулейманов, В. В. Алма зов, А. В. Квитко // Труды КубГАУ. – Краснодар, 2011, № 3. - С. 227 – 230.

5. Сулейманов, Р.А. Автономная энергетика сельского хозяйства: со стояние и перспективы / Е. А. Власенко, Р. А. Сулейманов, А. А. Хамула // Ползуновский вестник, № 2/1, 2011. - С. 9 – 13.

в монографии:

6. Сулейманов, Р.А. Возобновляемые источники электроэнергии: Мо нография / О. В. Григораш, Ю. П. Степура, Р. А. Сулейманов, Е. А. Власенко, А.Г. Власов;

под общ. ред. О. В. Григораш. – Краснодар: КубГАУ, 2012. – 272 с.

в других изданиях:

7. Сулейманов, Р.А. Синтез оптимальной структуры автономных си стем на возобновляемых источниках энергии / Р. А. Сулейманов, Н. Н. Кирь ян. Материалы VII Всероссийской школы с международным участием. М.:

МИРОС, 2010. - С. 317 – 321.

8. Сулейманов, Р.А. К вопросу терминологий и развития возобновляе мой энергетики / О. В. Григораш, Р. А. Сулейманов, Е. А. Власенко. Матери алы V Международной НПК. Энергосберегающие технологии и проблемы их эффективного использования. – Волгоград: ВГСХА, 2011. - С. 102 – 105.

9. Сулейманов, Р. А. Силовая электроника в автономных системах / Р.

А. Сулейманов. Материалы II Международной НПК. Актуальные проблемы энергетики АПК. – Саратов, СГАУ, 2011. - С. 277 – 278.

10. Сулейманов, Р. А. К вопросу проектирования систем автономного электроснабжения / Р. А. Сулейманов. Материалы VI Российской НПК. Фи зико-технические проблемы создания новых технологий в АПК. – Ставро поль, СГАУ, 2011. - С. 166 – 168.



 

Похожие работы:





 
2013 www.netess.ru - «Бесплатная библиотека авторефератов кандидатских и докторских диссертаций»

Материалы этого сайта размещены для ознакомления, все права принадлежат их авторам.
Если Вы не согласны с тем, что Ваш материал размещён на этом сайте, пожалуйста, напишите нам, мы в течении 1-2 рабочих дней удалим его.